【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 53 頁 5 V 帶傳動的設(shè)計 帶傳動有多種分類，根據(jù)用途的不同，一般情況下有工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動帶和家用電器用傳動帶等等多種傳送帶。而摩擦型傳送帶又可以根 據(jù)其截面形狀的不同而分為平帶、 V帶和特殊帶等等。 而在這里選用的 V帶傳動的傳動原理是 靠 V 帶的兩側(cè)面與輪槽側(cè)面壓緊產(chǎn)生摩擦力從而傳遞動力的。因為相比較平帶傳動而言， V 帶是無接頭的傳動帶，同時 V帶要比平帶結(jié)構(gòu)緊湊，所以傳動較平穩(wěn)。由于傳動帶的結(jié)構(gòu)原因， V 帶與帶輪的接觸面要比平帶大，相比較平帶而言， V 帶傳動的摩擦力 更 大，因此可以傳 遞較大功率。則可得 V帶傳動是帶傳動中應(yīng)用最廣的一種傳動 [9]。 同時帶傳動也有功率損失，主要有以下幾方面： （ 1）滑動損失。在摩擦型帶傳動工作時，因為傳動帶在工作中產(chǎn)生的性變差以及在帶輪 兩端產(chǎn)生的拉力差而產(chǎn)生的彈性滑動，會導(dǎo)致帶與從動輪之間的速度損失。此產(chǎn)生的彈性滑動率一般在 1%～ 2%之間。并且工作中產(chǎn)生滑動損失隨緊、松邊拉力差和帶體彈性模量的變化而變換，一般是隨帶體彈性模量的增大而減小，隨緊、松邊拉力差的增大而增大。在某些情況下，會造成傳動帶的運(yùn)動處于非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，傳動效率急劇下降，帶的磨損加劇，嚴(yán)重影響傳動帶的使用壽命，既嚴(yán)重打滑的情況，特別是過載打滑。 （ 2）內(nèi)摩擦損失。內(nèi)摩擦損失是由于帶在運(yùn)行中的反復(fù)伸縮，在帶輪上的撓曲會使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起的功率損失。內(nèi)摩擦損失隨預(yù)緊力、帶 厚與帶輪直徑比的增加而增大。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。 （ 3）帶與帶輪工作面的粘附性以及 V 帶楔入、退出輪槽的側(cè)面摩擦損失。 （ 4）空氣阻力損失。在傳動帶高速運(yùn)行時，運(yùn)行風(fēng)阻引起的功率損失，其損失與速度的平方成正比。 （ 5）軸承摩擦損失。即軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。 V帶和帶輪有基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制這兩種寬度制。 基準(zhǔn)寬度制是以基準(zhǔn)線位置和基準(zhǔn)寬度來定義帶輪的槽型和尺寸，當(dāng) V 帶的截面與帶輪的基準(zhǔn)直徑重合時帶輪的基準(zhǔn)寬度即為 V帶節(jié)面輪槽內(nèi)相應(yīng)位置的寬度，用以表示輪槽輪截面特 征值它不受公差影響，是帶輪與帶標(biāo)準(zhǔn)化的基本尺寸。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 53 頁 有效寬度制規(guī)定輪槽兩側(cè)的邊的外端寬度為有效寬度。該尺寸不受公差影響，在輪槽有效寬度處的直徑是有效直徑。由于尺寸制的不同，帶的長度分別以基準(zhǔn)長度和有效長度來表示。 基準(zhǔn)長度是在規(guī)定的張緊力下， V 帶位于測量帶輪基準(zhǔn)直徑處的周長；有效長度則是在規(guī)定張緊力下，位于測量帶輪有效直徑處的周長。 普通 V帶是用基準(zhǔn)寬度制，窄 V帶則由于尺寸制的不同，有兩種尺寸系列。在設(shè)計計算時，基本原理和計算公式是相同的。尺寸則有差別 [10]。 傳動的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）帶是彈性體，能夠緩和載荷 沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)且無噪聲。 （ 2）由于過載時將引起帶在帶輪上打滑，所以可起到保護(hù)整機(jī)的作用。 （ 3）制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴(yán)格，維護(hù)方便，無需潤滑。 （ 4）通過增加帶的長度以適應(yīng)中心距較大的工作條件。 傳動的缺點(diǎn)是： （ 1）帶與帶輪的彈性滑動使傳動比不準(zhǔn)確，效率較低，壽命較短。 （ 2）傳遞同樣大的圓周力時，外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大。 （ 3）不宜用于高溫和易燃等場合 V 帶的基本參數(shù) 確定計算功率 cP ： 已知： kwP ? ； m in/1440 rnm ? ； 由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表 138[11]得工況系數(shù)： ?AK ； 得： kwkwPKP Ac ????? 確定 V 帶型號： 根據(jù) cP 、 mn 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》圖 1315[11]選用 A型 V帶 確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd （ 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑： mmdd 1101 ? ； （ 2）計算大帶輪基準(zhǔn)直徑： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 53 頁 mmdid dd 2 1 ???????? ）（）（帶 ； 圓整取 mmd d 3302 ? ，誤差小于 5%，是可以的。 驗算帶速： smsmndv md /)25,5(/ 1 ??? ????? ? 帶的速度合適。 確定 V 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距： （ 1）中心距： )(2)( 21021 dddd ddadd ???? 初選中心距 mmdda dd 6 6 0)3 3 01 1 0()( 210 ?????? 取中心距 mma 6600 ? 。 （ 2）基準(zhǔn)長度： mmaddddaL ddddd20296604)110330()330110(24)()(22202122100????????????? ? 對于 A型帶選用 mmLd 2300? （ 3）實際中心距： mmLLaa dd 202923006602 00 ??????? 主動輪上的包角 1? ： 由 adddd?? )(180121 ???? 得 ???? )110330(1801 ?????? 主動輪上的包角合適。 計算 V 帶的根數(shù) z ： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 53 頁 LAr KKPPPKPPz c?)( 00 ???? （ 1）由 mn ， 1d 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表 133[11] 得： kwP ? ； （ 2）由 mn ， 帶i 查表得： kwP ?? ； （ 3）由 ? ?? 查表得，包角修正系數(shù) ??K （ 4）由 mmLd 2300? ，與 V 帶型號 A 型查表得： ?LK 綜上數(shù)據(jù)，得 )( ???? ??z 取 104??z 合適。 計算預(yù)緊力 0F （初拉力）： 根據(jù)帶型 A型查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表 131[11]得： mkgq /? NqvkzvPF c5001500220????????? ????????????????? 計算作用在軸上的壓軸力 QF ： NZFF Q2 i 2s i n2 10???????? 其中 1? 為小帶輪的包角。 V帶傳動的主要參數(shù)表： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 53 頁 表 V帶傳動的主要參數(shù)表 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 (mm) 傳動比 基準(zhǔn)長度 (mm) A 1101 ?dd 3302 ?dd 3 2300 中心距（ mm） 根數(shù) 初拉力 (N) 壓軸力 (N) 660 4 帶輪的材料 采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200） 帶輪的結(jié)構(gòu)形式： V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動機(jī)， mmdd 1101 ? 較小，所以采用實心式結(jié)構(gòu)帶輪。中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 53 頁 6 漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計 齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。也就是利用主、從兩齒輪的輪齒直接傳遞運(yùn)動和動力的傳動機(jī)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動可以用來傳遞相對位置不遠(yuǎn)的兩個軸之間的運(yùn)動和動力，所以在機(jī)械傳動中，齒輪傳動的應(yīng)用最為廣泛。齒輪傳動主要有傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大等特點(diǎn)。但 是以其在設(shè)計制造和安裝中對精度的要求較高，因此不適宜在傳動距離過大的場合使用 [12]。 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 表 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 查表 108[13] 選用 7級精度 級 7 2．材料 查表 101[13] 小齒輪選用 45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為 250HBS 大齒輪選用 45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為 220HBS 小齒輪250HBS 大齒輪220HBS 3．齒數(shù) Z )40~20(1 ?Z 12 iZZ ? 12ZZU? 241 ?Z取 83 ? ???ZZ取 ??U 個 1 22Z＝ ?2Z 91 ?U 4．螺旋角 β 20~8＝? 取 ＝? 14 度 ＝? 14 5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 （ 1） Kt ~＝tK 取 ＝tK ＝tK 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 53 頁 續(xù) 表 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 (2)區(qū)域系數(shù)ZH 根據(jù)圖 1030[13] ＝HZ ＝HZ （ 3）ε a 根據(jù)圖 1026[13]查得ε a1= ε a2= ??? 21 ??? ??? ??? (4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 根據(jù)表 1 41 ??T Nmm 41 ??T (5)齒寬系數(shù)Ф d 根據(jù)表 107[13] ~?d? ?d? (6)材 料的彈性影響系數(shù)ZE 根據(jù)表 106[13] ?EZ 21MPa ?EZ (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 limH? 根據(jù)圖 1021c[13] 根據(jù)圖 1021ｄ [13] ?1limH? 550 ?2limH? 540 MPa ?1limH? 550 ?2limH? 540 （ 8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 根據(jù)式 1013[13] 811)630082(6060???????????? hLjnN812 ??? UNN 81 ??N 82 ??N （ 9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) KHN 根據(jù)圖 1019[13] KHN1 = KHN2 = KHN1 = KHN2 = 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 共 53 頁 續(xù) 表 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 （ 10）接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng) 力 [σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，根據(jù)式1012[13]得 ? ? 71 55 1lim11????? SK HHNH ?? ? ? 41 54 2lim22????? SK HHNH ?? MPa ? ?H? =(577.5+)= （ 11）小齒輪分度圓直徑td1 按式 10－ 21[13]計算 3 211 )][(12 H EHdtt ZZuuTkd ??? ???? )(324????????? mm td1 = （ 12）圓周速度 v 100060 11?? ndv t? 10006010006011?? ????? ndv t? m/s ?v （ 13）齒寬 B 1?? ??? td db B1=60 B2=55 mm B1=60 B2=55 （ 14）模數(shù)ntm 24cos11????? Zdm tnt ? h = = = b/h =度 mnt = h = b/h = （ 15）縱向重合度 ?? εβ = dz1tanβ ???????? ??? 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 共 53 頁 續(xù) 表 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 （ 16）載荷系數(shù) K 由表 102[13]查得使用系數(shù) 1?AK 根據(jù) v= m/s，７級精度，由圖 108[13]查得動載荷系數(shù) ?VK 由表 104[13]查得 KHβ=+(1+ d2) φ d2+ 103b = 由圖 1013[13]查得 KFβ = 假定 mmNdFK tA /1001 ? ，由表 103[13]查得?? ?? FH KK 故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=1 = K= （ 17）按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 根據(jù)式 1010ａ [13] 3311????? tt KKdd mm ?1d （ 18）計算模數(shù) nm 11 coszdmn ?? 14c ????nm mm ?nm 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 （ 1）計算載荷系數(shù) K K=KAKVKFαKFβ K=1 =